JP5900023B2 - ハイブリッド車用トランスアクスル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン，発電機及び電動機を装備するハイブリッド車両に用いられるトランスアクスル装置に関する。
従来、エンジン（内燃機関）及びモーター（電動機）を併用して車両を駆動するハイブリッド車両が広く知られている。ハイブリッド車両では、搭載されるエンジン及びモーターの出力特性や走行状態等に応じて、駆動源の出力配分が多様に制御される。例えば、マイルドハイブリッド方式のハイブリッド車両には、車両の走行状態に応じてエンジンのみで走行する機能や、回生発電を実施する機能、モーターによる駆動力でエンジンの駆動力をアシストする機能等が実装されている。この方式は、モーターに求められる出力性能が比較的小さくて済み、ハイブリッド方式以外の車両と比較して良好な燃費性能（燃料の節約割合）が得られるという利点がある。
これに対し、ストロングハイブリッド方式の車両では、上記の機能に加えて、モーターのみで走行する機能が追加されている。すなわち、エンジンを完全に停止させた状態でモーターを駆動して、純粋な電力走行を実現するものである。この方式は、マイルドハイブリッド方式と比較して燃費性能を向上させることができるが、高出力のモーターやこれに対応するバッテリーを車両に搭載する必要がある。
上記のようなハイブリッドシステムの多機能化に伴い、ハイブリッド車両のパワートレインの構造は複雑化する傾向にある。例えば、発電用のジェネレーター（発電機）やモーター，駆動輪のトルク及び回転数を変更するための減速機，駆動源の切り換えに係るクラッチ，クラッチを駆動するための駆動装置といった多種の装置を用いて、駆動方式に応じた適切なエネルギー経路を形成することが求められる。
一方、車両の環境性能や燃費性能を向上させるには、パワートレインシステムのさらなる小型化，軽量化が望まれる。特に、ストロングハイブリッド方式のハイブリッド車両では、搭載されるモーター，ジェネレーター（発電機）の大型化により車両搭載性が低下しやすいため、パワートレインのダウンサイジングは極めて重要である。
このような課題に対し、モーターとジェネレーターとを軸方向に重合配置することでパワートレインの車両搭載性を向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、外径が同一のモーターとジェネレーターとを同一軸線上に配置したハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。このような配置構成により、パワートレインの側面側の体格（見た目の面積）が小さくなり、車両搭載性を向上させることができるとされている。
国際公開第２００９／１２８２８８号
しかしながら、上記のような配置構成では、側面における体格が小さくなる代わりに、軸方向への突出量が増大する。そのため、車体構造やパワートレインの搭載位置によっては却って車両搭載性が低下するという課題がある。本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、スペース効率及び車両搭載性を向上させることができるハイブリッド車用トランスアクスル装置を提供することである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
（１）ここで開示するハイブリッド車用トランスアクスル装置は、エンジン，発電機及び電動機を装備するハイブリッド車両のパワートレインにおいて、前記エンジン及び前記電動機の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに、前記エンジンの動力を前記発電機にも伝達するトランスアクスル装置である。
前記パワートレインは、前記トランスアクスル装置内の前記エンジンから前記出力軸までの動力伝達経路上に介装され、前記エンジンの動力の伝達を断接するクラッチを備える。また、前記パワートレインは、前記トランスアクスル装置の側面で前記クラッチの回転軸と同軸に配置され、前記出力軸の動力で前記クラッチの駆動圧を生成するポンプを備える。さらに、前記発電機が、前記出力軸に対し水平方向に間隔を空けて配置された回転軸を有するとともに、前記電動機が、前記出力軸に対し鉛直方向に間隔を空けて配置された回転軸を有する。
なお、前記クラッチが、前記トランスアクスルの側面視において前記発電機及び前記電動機と不干渉の位置に内蔵されることが好ましい。ここでいう不干渉の位置とは、前記トランスアクスルの側面視で前記発電機及び前記電動機と重なり合わない（重合しない）位置を意味する。また、前記発電機及び前記電動機は、ともに前記トランスアクスルの側面に対して固定される。
また、前記エンジンが、その回転軸を前記出力軸に対して平行となるように配置される。この場合、前記電動機が、前記出力軸よりも上方に配置された回転軸を有するとともに、前記クラッチが、前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と前記出力軸とを接続する平面よりも下方に配置された回転軸をクラッチ軸として有する。
つまり、トランスアクスルの側面視において、入力軸及びクラッチ軸を通る直線とクラッチ軸及び出力軸を通る直線とが一致せず、クラッチ軸の位置で折れ線をなすことが好ましい。
（２）また、前記発電機が、前記エンジンの回転軸を通る水平面よりも下方に配置された回転軸を有することが好ましい。
（３）また、前記エンジンが、前記トランスアクスルの両側面のうち車幅方向の一方側に配置されるとともに、前記発電機，前記電動機及び前記ポンプが、前記車幅方向の他方側に配置されることが好ましい。
（４）また、出力軸，入力軸，電動機軸，発電機軸，クラッチ軸及びポンプ軸を有することが好ましい。例えば、前記出力軸が、前記エンジンからの前記駆動輪への動力伝達に係る第一機構と、前記電動機からの前記駆動輪への動力伝達に係る第二機構との間に挟装され、前記エンジン及び前記電動機の動力を駆動輪側へ出力する。また、前記入力軸が、前記エンジンから前記発電機への動力伝達に係る第三機構と前記第一機構との間に挟装され、前記エンジンの回転軸に連結される。
前記電動機軸が、前記電動機の回転軸に連結され、前記第二機構に前記電動機の動力を伝達する。また、前記発電機軸が、前記発電機の回転軸に連結され、前記第三機構からの動力を前記発電機に伝達する。また、前記クラッチ軸は、前記電動機及び前記発電機の双方に対し前記出力軸の軸方向に重合しない位置に内蔵され、前記第一機構に介装されるクラッチの回転軸をなす軸である。さらに、前記ポンプ軸は、前記クラッチ軸と同軸に配置され、前記出力軸に連動して回転するとともに前記クラッチの駆動圧を生成するポンプに連結される。
なお、前記発電機軸，前記電動機軸，前記クラッチ軸，前記ポンプ軸は、前記入力軸及び前記出力軸に対して平行に配置されることが好ましい。つまり、エンジンのクランク軸や発電機の回転軸，電動機の回転軸，クラッチの回転軸，ポンプの回転軸，出力軸の全てが互いに平行に配置されることが好ましい。
開示のハイブリッド車用トランスアクスル装置によれば、出力軸を中心として、発電機，電動機をそれぞれ水平方向，鉛直方向に間隔を空けて設けることにより、発電機及び電動機を水平方向に詰めて配置することが容易となり、パワートレイン全体を小型化することができる。
また、電動機の上下のうち発電機に近い側に生じる空間にポンプ及び出力軸を配置することができ、トランスアクスルの側面にポンプ，発電機及び電動機を無駄なく配列することができ、スペース効率を向上させることができる。
一実施形態に係るパワートレインを搭載した車両の内部構成を例示する上面図である。 図１のパワートレインのトランスアクスル内に形成される動力伝達経路の模式図である。 図１のパワートレインに設けられたトランスアクスルの斜視図である。 図２のトランスアクスルの動力伝達経路を説明するための側面図である。 図１のパワートレインの骨子図である。
図面を参照してハイブリッド車両のトランスアクスル装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
［１．パワートレイン］
本実施形態のパワートレイン７は、図１に示す車両１０に適用される。この車両１０は、エンジン６とモーター４（電動機）とを駆動源として走行するハイブリッド車両であり、機能的にはストロングハイブリッド方式に属する。パワートレイン７には、エンジン６及びモーター４のほか、ジェネレーター５（発電機），トランスアクスル１，クラッチ３（動力断接装置），ポンプ２が設けられる。エンジン６及びモーター４の駆動力は、トランスアクスル１を介して駆動輪８に伝達され、車両１０を走行させる。なお、図１に示す車両１０は、前輪を駆動輪８としたＦＦ方式の車両１０である。
エンジン６は、ガソリンや軽油を燃焼とする内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン）である。このエンジン６は、いわゆる横置きエンジンであり、クランクシャフト６ａの向きが車両１０の車幅方向に一致するように横向きに配置され、トランスアクスル１の右側面に対して固定される。クランクシャフト６ａは、駆動輪８のドライブシャフト９に対して平行に配置される。エンジン６の作動状態は、図示しない電子制御装置（ECU）で制御される。
モーター４（電動機）は、例えば高出力の永久磁石式同期電動機であり、蓄電装置に蓄えられた電力を受けてローター（回転子）を回転させる機能を持つ。モーター４の電力供給源は、車両１０に搭載される駆動用バッテリー装置である。駆動用バッテリー装置は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池であり、数百ボルトの高電圧直流電流をモーター４に供給する。
モーター４の周囲（又は内部）には、駆動用バッテリー装置から供給される直流電流を交流電流に変換するインバーターが設けられる。モーター４の回転速度は、インバーターで変換される電流の交流周波数に比例する。したがって、インバーターを制御することでモーター４の回転速度を調節することが可能となる。一般的なモーター４の外形は、ローターを回転させたときの回転体形状に応じたものとされる。例えば、ローターの回転軸を筒軸とした円筒状に形成され、底面をトランスアクスル１側に向けた姿勢でトランスアクスル１の左側面に対して固定される。なお、モーター４及びインバーターの作動状態は、図示しない電子制御装置（MCU）で制御される。
ジェネレーター５（発電機）は、エンジン６を始動させるためのスターターとしての機能を持った電動発電機であり、エンジン６の作動時にはエンジン動力で発電を実施するものである。また、このジェネレーター５は、モーター４の電力供給源である駆動用バッテリー装置を充電する機能や、モーター４へ直接電力供給する機能も併せ持つ。ジェネレーター５の外形は、例えば回転軸を筒軸とした円筒状に形成され、モーター４と同様にその底面をトランスアクスル１側に向けた姿勢でトランスアクスル１の左側面に対して固定される。
トランスアクスル１は、ディファレンシャルギヤ（差動装置）を含むファイナルドライブ（終減速機）とトランスミッション（減速機）とを一体に形成した動力伝達装置であり、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。本実施形態のトランスアクスル１の内部には、おもに三つの動力伝達経路が形成される。
［２．動力伝達経路］
トランスアクスル１の内部に形成される動力伝達経路を模式化して、図２に示す。トランスアクスル１には、エンジン６から駆動輪８への動力伝達に係る第一経路３１と、モーター４から駆動輪８への動力伝達に係る第二経路３２と、エンジン６からジェネレーター５への動力伝達に係る第三経路３３とが設けられる。駆動輪８には、トランスアクスル１を介してエンジン６及びモーター４が並列に接続される。また、エンジン６には、トランスアクスル１を介してジェネレーター５及び駆動輪８が並列に接続される。
第一経路３１（第一機構）は、エンジン６のクランクシャフト６ａとドライブシャフト９との間を繋ぐ動力伝達経路であり、エンジン６の稼働時における動力の伝達を担うものである。第一経路３１の中途には、その動力伝達を断接するクラッチ３が介装される。本実施形態のクラッチ３は、トランスアクスル１に内蔵されている。なお、第一経路３１上に図示しない変速装置を介装してもよい。
クラッチ３は、エンジン６の動力の断接状態を制御する連軸器であり、例えば多板式クラッチである。クラッチ３の内部には、エンジン６からの駆動力が入力される駆動側の係合要素３ａと、駆動輪８側に駆動力を出力する被駆動側の係合要素３ｂとが設けられる（図５参照）。これらの係合要素３ａ，３ｂは、ポンプ２から与えられる油圧に応じて、互いに離間，接近（すなわち切断，係合）する方向に駆動される。
ポンプ２は、駆動輪８側の駆動力を利用して作動油を油圧回路に圧送する油圧発生装置であり、例えばギヤポンプやベーンポンプ，ピストンポンプ等である。このポンプ２は、トランスアクスル１の左側面のうち、クラッチ３に隣接する位置に配置される。例えば、ギヤポンプやベーンポンプ，ピストンポンプを用いた場合には、それらの回転軸がクラッチ３の回転軸と一致するように配設される。ポンプ２で発生した油圧は、クラッチ３の係合要素３ａ，３ｂを互いに接近する方向に駆動するように作用する。つまり、ポンプ２で発生する油圧が係合要素３ａ，３ｂを係合させるのに充分なほど上昇したときに、クラッチ３が接続される。
本実施形態では、車両１０の走行速度が所定車速以上であるときにポンプ２で発生する油圧の大きさでクラッチ３が接続されるように、ポンプ２の能力や係合要素３ａ，３ｂの係合特性が設定されている。なお、エンジン６はクラッチ３の係合時に駆動され、その駆動力が第一経路３１を介して駆動輪８に伝達される。一方、車両１０の走行速度が所定車速未満のときにはクラッチ３が切断され、エンジン６が停止するように制御される。つまり、クラッチ３の断接状態は車両１０の走行状態に応じて制御される。したがって、クラッチ３の油圧を発生させるポンプ２の駆動源は、エンジン６ではなく駆動輪８とする。
第二経路３２（第二機構）は、モーター４の回転軸４ａとドライブシャフト９との間を繋ぐ動力伝達経路であり、モーター４の動力伝達を担うものである。モーター４は、エンジン６の駆動力をアシストする機能と純粋な電力走行機能とを兼ね備えており、クラッチ３の断接状態にかかわらず、その作動状態が制御される。例えば、車両１０の発進時やクラッチ３が切断されている低速走行時には、モーター４の駆動力のみで車両１０が走行する。また、車両１０の走行速度が所定車速以上になると、走行状態に応じてモーター４の駆動力がエンジン６の駆動力に加算され、あるいはモーター４が非駆動の状態に制御される。
第三経路３３（第三機構）は、エンジン６のクランクシャフト６ａとジェネレーター５の回転軸５ａとの間を繋ぐ動力伝達経路であり、エンジン始動時の動力及びエンジン６による発電時の動力伝達を担うものである。駆動輪８側から第三経路３３を介してジェネレーター５に入力される駆動力は電力に変換され、駆動用バッテリー装置や低電圧バッテリーに充電される。
［３．トランスアクスル］
上記の三つの動力伝達経路を内蔵するトランスアクスル１（トランスアクスル装置）の外観を図３に例示する。この図３は、ポンプ２が接続された状態のトランスアクスル１の斜視図である。トランスアクスル１のケーシング１８は、トランスアクスル１に内蔵される多数の回転軸や歯車類の形状に対応するように、偏平な中空円筒を径方向に連設した形状に形成される。また、ケーシング１８の一側面（図３中では左側面）には、モーター４の回転軸４ａ，ジェネレーター５の回転軸５ａ，ポンプ２のそれぞれを接続するための開口孔１３ａ，１４ａ，１５ａが形成される。また、ケーシング１８の他側面には、エンジン６のクランクシャフト６ａを接続するための開口孔１１ａ（図５参照）が形成される。なお、ドライブシャフト９を接続するための開口孔１２ａは、ケーシング１８の両側面に形成される。
以下、クランクシャフト６ａに接続されるトランスアクスル１内の回転軸のことを入力軸１１と呼ぶ。同様に、ドライブシャフト９，モーター４の回転軸４ａ，ジェネレーター５の回転軸５ａのそれぞれに接続される回転軸を、出力軸１２，モーター軸１３（電動機軸），ジェネレーター軸１４（発電機軸）と呼ぶ。また、トランスアクスル１に内蔵されるクラッチ３の回転中心軸をクラッチ軸１５と呼び、ポンプ２の回転中心軸をポンプ軸１６と呼び、出力軸１２に対してカウンターシャフトのことをカウンター軸１７と呼ぶ。
トランスアクスル１内の回転軸の配置を図４に示す。ここでは、クラッチ軸１５及びポンプ軸１６が同軸に配置される。また、入力軸１１，出力軸１２，モーター軸１３，ジェネレーター軸１４，クラッチ軸１５，カウンター軸１７は全て、互いに平行に配列される。入力軸１１から出力軸１２に至る動力伝達経路は、第一経路３１に対応する。また、第二経路３２はモーター軸１３から出力軸１２に至る動力伝達経路に対応し、第三経路３３は入力軸１１からジェネレーター軸１４に至る動力伝達経路に対応する。
ジェネレーター軸１４からモーター軸１３に至るまでの経路は、図４中に二点鎖線で示すように、一本の折れ線形状をなすようにトランスアクスル１内に収容される。この経路の両端にモーター４とジェネレーター５とが接続され、経路の中途にエンジン６と駆動輪８のドライブシャフト９とが接続される。ドライブシャフト９に接続される出力軸１２を基準にすると、ジェネレーター軸１４は水平方向に間隔を空けて、出力軸１２よりも車両前方に配置される。一方、モーター軸１３は、垂直方向に間隔を空けて、出力軸１２の鉛直上方に配置される。したがって、全体の動力伝達経路は出力軸１２の位置で屈曲したＬ字形状となる。
出力軸１２からジェネレーター軸１４までの動力伝達経路上には、入力軸１１及びクラッチ軸１５が配置される。この入力軸１１は、図４に示すように、ジェネレーター軸１４と出力軸１２とを接続する平面に対応する直線L1よりも上方に配置される。一方、クラッチ軸１５は、入力軸１１と出力軸１２とを接続する平面に対応する直線L2よりも下方に配置される。また、クラッチ軸１５の位置は、モーター４，ジェネレーター５と重合しない位置に設定される。例えば、ポンプ２の外形がクラッチ軸１５と同軸のポンプ軸１６を中心とした円筒形状の場合には、その円筒面がモーター４，ジェネレーター５に干渉しないように位置決めされる。
これにより、出力軸１２からジェネレーター軸１４までの経路形状が上下に振動する稲妻形状となり、車両前後方向の寸法が短縮される。同様に、ジェネレーター軸１４は入力軸１１を通る水平面に対応する直線L3よりも下方に配置される。ジェネレーター軸１４と入力軸１１との距離が一定であれば、ジェネレーター軸１４を下方に移動させたときに、車両上面視におけるジェネレーター５の前方への突出量が減少する。
出力軸１２からモーター軸１３までの動力伝達経路上には、カウンター軸１７が配置される。カウンター軸１７は、出力軸１２とモーター軸１３とを接続する平面に対応する直線L4よりも後方に配置される。これにより、出力軸１２からモーター軸１３までの経路形状は、後方に向かって突出した「く」の字形となり、鉛直方向の寸法が短縮される。
［４．スケルトン図］
図５は、変速に係る機械要素を省略したトランスアクスル１のスケルトン図である。
入力軸１１には、二つのギヤ１１ｂ，１１ｃが設けられる。一方のギヤ１１ｂはジェネレーター軸１４に固定されたギヤ１４ｂと歯合し、ジェネレーター軸１４に動力を伝達する。ジェネレーター軸１４は、ジェネレーター５のローター５ｂに結合された回転軸５ａと同軸に（同一直線上に位置するように）接続される。なお、ジェネレーター５のステーター５ｃは、ジェネレーター５のケーシングに固定される。
入力軸１１に固定された他方のギヤ１１ｃは、クラッチ３の駆動側の係合要素３ａに接続されたギヤ１５ｂと歯合する。この係合要素３ａに対向して配置される被駆動側の係合要素３ｂは、クラッチ軸１５に固定される。また、クラッチ軸１５には出力軸１２側に動力を伝達するギヤ１５ｃも設けられる。このギヤ１５ｃは、出力軸１２に固定されたディファレンシャルギヤ１２ｂに噛み合わされる。
クラッチ軸１５の一端には、ポンプ２に内蔵される回転体２ａのポンプ軸１６が同軸に接続される。回転体２ａとは、例えばポンプ２がベーンポンプの場合にはローターに相当し、ピストンポンプの場合にはピストンに相当する。回転体２ａは、クラッチ軸１５側から伝達される回転駆動力を受けて油圧を発生させ、作動油を油圧回路２ｂに圧送する。ここで発生した油圧はクラッチ３に伝達され、係合要素３ａ，３ｂの駆動圧として利用される。
モーター軸１３にはギヤ１３ｂが設けられ、カウンター軸１７には二つのギヤ１７ｂ，１７ｃが設けられる。モーター軸１３のギヤ１３ｂは、カウンター軸１７のギヤ１７ｂと歯合し、カウンター軸１７のもう一方のギヤ１７ｃは出力軸１２に固定されたディファレンシャルギヤ１２ｂに噛み合わされる。モーター軸１３は、モーター４のローター４ｂに結合された回転軸４ａと同軸に接続される。なお、モーター４のステーター４ｃは、モーター４のケーシングに固定される。
上記のように、トランスアクスル１の入力軸１１は、エンジン６の動力を駆動輪８側とジェネレーター５側との二系統に供給する軸であり、発電用の動力伝達機構と駆動用の動力伝達機構との間に挟装されて設けられる。言い換えると、入力軸１１は第一経路３１と第三経路３３との分岐点に位置する。
一方、出力軸１２は、エンジン６側及びモーター４側からの二系統の動力を個別に受け取って駆動輪８側に伝達する軸であり、エンジン駆動用の動力伝達経路とモーター駆動用の動力伝達経路との間に挟装されて設けられる。言い換えると、出力軸１２は、第一経路３１と第二経路３２との合流点に位置する。
［５．作用，効果］
上記のパワートレイン７では、トランスアクスル１内で入力軸１１から分岐した一方の動力伝達経路が出力軸１２で合流されるため、ジェネレーター軸１４から入力軸１１及び出力軸１２を介してモーター軸１３に至る一連の経路（一筆書きで始点と終点とを接続することのできる経路）が形成される。そのため、図４に示すように、動力伝達性能に影響を与えることなく、各々の軸を屈曲点として経路を任意の方向に折り曲げることが容易となり、トランスアクスル１に固定されるポンプ２やモーター４，ジェネレーター５，エンジン６等の各種装置の配置を比較的自由に設計することが可能となる。
（１）このような自由度の高い動力伝達構造を採用したうえで、上記のトランスアクスル１では、出力軸１２を中心として、モーター４，ジェネレーター５のそれぞれが鉛直方向，水平方向に間隔を空けて設けられる。これにより、モーター４及びジェネレーター５を水平方向に詰めて配置することが容易となり、トランスアクスル１の全体を小型化することができる。したがって、スペース効率及び車両搭載性を向上させることができる。
また、図４に示すように、側面視におけるモーター４の取り付け高さがジェネレーター５の取り付け高さとは異なる高さになり、言い換えると、モーター４がジェネレーター５に対して斜めの位置に配置される。そのため、例えばモーター４の下方に空きスペースを確保することができ、その空きスペースにポンプ２や出力軸１２を配置することができる。つまり、トランスアクスル１の側面でドライブシャフト９と干渉しない位置にポンプ２，モーター４及びジェネレーター５を無駄なく配列することができ、スペース効率を向上させることができる。これにより、パワートレイン７全体を小型化することができる。
また、例えば特許文献１に記載の搭載手法を利用して、ポンプ２をモーター４やジェネレーター５と側面視で重合する位置に設けたとしても、車幅方向の寸法が増大してしまう。これに対し、上記のトランスアクスル１では、トランスアクスル１の左側面から車幅方向へのポンプ２の突出量を削減することができ、車両前後方向の寸法も車幅方向の寸法もともにダウンサイジング化することができる。
さらに、トランスアクスル１の側面視でポンプ２，モーター４，ジェネレーター５が互いに重なり合わないため、アクセス性を高めることができる。また、トランスアクスル１を分解することなくモーター４，ジェネレーター５，ポンプ２を取り外すことが可能であるため、整備性を向上させることができる。
（２）また、上記のトランスアクスル１では、図４に示すように、クラッチ３の回転中心となるクラッチ軸１５が直線L2よりも下方に配置されるため、入力軸１１と出力軸１２との間の水平前後方向の距離を短縮することができる。これにより、トランスアクスル１を前後方向の寸法にさらに詰めてコンパクトにすることができる。
なお、入力軸１１と出力軸１２との間の水平前後方向の距離を短縮するだけであれば、クラッチ軸１５を直線L2よりも上方に配置する（上に凸の折れ線にする）ことも考えられる。しかしこの場合、クラッチ軸１５に固定されるクラッチ３よりも入力軸１１に連結されるエンジン６のサイズの方が大きいことから、車両下面側へのトランスアクスル１の突出量が大きくなるおそれが生じる。これに対し、比較的サイズの小さいクラッチ３を直線L2よりも下方に配置すれば、トランスアクスル１の下面をほぼ平坦にすることができ、車両搭載性を向上させることができる。
（３）また、上記のトランスアクスル１では、ジェネレーター５の回転中心となるジェネレーター軸１４が直線L3よりも下方に配置されるため、上面視におけるジェネレーター５とエンジン６のクランクシャフト６ａとの距離を短縮することができる。これにより、トランスアクスル１を水平方向にさらに詰めてコンパクトにすることができる。
同様に、上記のトランスアクスル１では、入力軸１１が直線L1よりも上方に配置されるため、上面視におけるジェネレーター５とドライブシャフト９との距離を短縮することができる。したがって、トランスアクスル１を水平方向にさらに詰めてコンパクトにすることができる。
（４）また、図１に示すように、上記のトランスアクスル１の右側面にはエンジン６のみが配置され、左側面にポンプ２，モーター４，ジェネレーター５が配置される。つまり、ポンプ２，モーター４，ジェネレーター５のレイアウトや寸法等の制約から独立して、エンジン６の寸法や能力を選定することが可能となる。つまり、このパワートレイン７に採用するエンジン６のサイズ設定に係る自由度を高めることができるとともに、ポンプ２，モーター４，ジェネレーター５への熱的な影響を抑制することができる。
また、車両１０の左側面方向にポンプ２，モーター４，ジェネレーター５が互いに重なり合わないように配置されるため、車両１０の外部からのアクセス性を高めることができる。また、トランスアクスル１を分解することなく、モーター４，ジェネレーター５，ポンプ２を取り外すことが可能であるため、整備性を向上させることができる。
（５）また、図４に示すように、上記のパワートレイン７ではトランスアクスル１に内蔵される軸の配置を工夫することによってトランスアクスル１自体をコンパクトにしている。したがって、パワートレイン７のスペース効率を向上させるための手法としては合理的であり、無理のない動力伝達を実現しつつ装置全体のダウンサイジングが可能である。
［６．変形例］
上述の実施形態では、図４に示すように、ジェネレーター軸１４を出力軸１２よりも水平前方向に配置し、モーター軸１３を出力軸１２の鉛直上方向に配置したものを例示したが、ジェネレーター軸１４及びモーター軸１３の出力軸に対する相対位置はこれに限定されない。なお、ドライブシャフト９の鉛直方向に配置可能なサイズに制限があることや、ストロングハイブリッド方式のハイブリッド車両ではモーター４をドライブシャフト９の近傍に配置させることが好ましいこと等から、出力軸１２に対し鉛直方向に間隔を空けた位置にモーター４を配置することが好ましい。
したがって、ジェネレーター５は、出力軸１２に対し水平方向に間隔を空けた位置に配置することが好ましい。少なくとも、モーター４とジェネレーター５との水平方向位置及び鉛直方向位置を相違させることにより、モーター４の上下の何れかに空きスペースを確保することができ、その空きスペースを利用してドライブシャフト９とポンプ２とを配置することができる。
また、上述の実施形態では、トランスアクスル１に内蔵された入力軸１１，出力軸１２，モーター軸１３，ジェネレーター軸１４，クラッチ軸１５，カウンター軸１７が全て平行に配置されたものを例示したが、これらの軸は必ずしも平行である必要はない。したがって、動力伝達経路上に回転軸方向を変換する自在継手を介装してもよいし、かさ歯車や食い違い軸歯車等を用いて軸の延在方向を傾斜させてもよい。
また、トランスアクスル１内での動力伝達経路の具体的な形状は、図４に二点鎖線で示すものに限らず、種々考えられる。例えば、ジェネレーター軸１４を直線L3より上方に移動させてもよいし、入力軸１１を直線L1より下方に移動させてもよい。少なくとも、動力伝達経路の形状の一部を稲妻形状とすることで、車両１０の走行性能を損なうことなくトランスアクスル１をコンパクトにすることができる。
［７．付記］
以上の実施形態および変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記Ａ−１）
エンジン，発電機及び電動機を装備するハイブリッド車両のパワートレインであって、
前記エンジン及び前記電動機の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに、前記エンジンの動力を前記発電機にも伝達するトランスアクスルと、
前記トランスアクスル内の前記エンジンから前記出力軸までの動力伝達経路上に介装され、前記エンジンの動力の伝達を断接するクラッチと、
前記トランスアクスルの側面で前記クラッチの回転軸と同軸に配置され、前記出力軸の動力で前記クラッチの駆動圧を生成するポンプと、を備え、
前記発電機が、前記出力軸に対し水平方向に間隔を空けて配置された回転軸を有するとともに、
前記電動機が、前記出力軸に対し鉛直方向に間隔を空けて配置された回転軸を有する
ことを特徴とする、パワートレイン。
（付記Ａ−２）
前記エンジンが、その回転軸を前記出力軸に対して平行となるように配置され、
前記電動機が、前記出力軸よりも上方に配置された回転軸を有するとともに、
前記クラッチが、前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と前記出力軸とを接続する平面よりも下方に配置された回転軸をクラッチ軸として有する
ことを特徴とする、付記Ａ−１記載のパワートレイン。
（付記Ａ−３）
前記発電機が、前記エンジンの回転軸を通る水平面よりも下方に配置された回転軸を有する
ことを特徴とする、付記Ａ−１又は２記載のパワートレイン。
（付記Ａ−４）
前記エンジンが、前記トランスアクスルの両側面のうち車幅方向の一方側に配置されるとともに、
前記発電機，前記電動機及び前記ポンプが、前記車幅方向の他方側に配置される
ことを特徴とする、付記Ａ−１〜３の何れか１項に記載のパワートレイン。
（付記Ａ−５）
前記トランスアクスルが、
前記エンジンからの前記駆動輪への動力伝達に係る第一機構と、前記電動機からの前記駆動輪への動力伝達に係る第二機構との間に挟装され、前記エンジン及び前記電動機の動力を駆動輪側へ出力する出力軸と、
前記エンジンから前記発電機への動力伝達に係る第三機構と前記第一機構との間に挟装され、前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と、
前記電動機の回転軸に連結され、前記第二機構に前記電動機の動力を伝達する電動機軸と、
前記発電機の回転軸に連結され、前記第三機構からの動力を前記発電機に伝達する発電機軸と、
前記電動機及び前記発電機の双方に対し前記出力軸の軸方向に重合しない位置に内蔵され、前記第一機構に介装されるクラッチの回転軸をなすクラッチ軸と、
前記クラッチ軸と同軸に配置され、前記出力軸に連動して回転するとともに前記クラッチの駆動圧を生成するポンプに連結されるポンプ軸と、を有する
ことを特徴とする、付記Ａ−１〜４の何れか１項に記載のパワートレイン。
（付記Ｂ−１）
駆動輪に対してエンジン及び電動機を並列に接続してなり、前記エンジンの動力で発電する発電機を具備するハイブリッド車両用トランスアクスル装置であって、
前記エンジン及び前記電動機の動力を駆動輪側へ出力する出力軸と、
前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と、
前記出力軸に対し鉛直方向に間隔を空けて前記電動機の回転軸に連結される電動機軸と、
前記出力軸に対し水平方向に間隔を空けて前記発電機の回転軸に連結される発電機軸と、
前記電動機及び前記発電機の双方に対し前記出力軸の軸方向に重合しない位置に内蔵され、前記エンジンからの前記駆動輪への動力伝達経路に介装されるクラッチの回転軸をなすクラッチ軸と、
前記クラッチ軸と同軸に配置され、前記出力軸に連動して回転するとともに前記クラッチの駆動圧を生成するポンプに連結されるポンプ軸と、を備える
ことを特徴とする、ハイブリッド車両用トランスアクスル装置。
（付記Ｂ−２）
前記入力軸が、前記出力軸に対して平行に配置され、
前記電動機軸が、前記出力軸よりも上方に配置されるとともに、
前記クラッチ軸が、前記入力軸と前記出力軸とを接続する平面よりも下方に配置される
ことを特徴とする、付記Ｂ−１記載のハイブリッド車両用トランスアクスル装置。
（付記Ｂ−３）
前記発電機軸が、前記入力軸を通る水平面よりも下方に配置される
ことを特徴とする、付記Ｂ−１又は２記載のハイブリッド車両用トランスアクスル装置。
（付記Ｂ−４）
前記入力軸が、両端のうち車幅方向の一方側に前記エンジンを連結されるとともに、
前記発電機軸，前記電動機軸及び前記ポンプ軸が、前記車幅方向の他方側に前記発電機，前記電動機及び前記ポンプをそれぞれ連結される
ことを特徴とする、付記Ｂ−１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両用トランスアクスル装置。
（付記Ｂ−５）
前記出力軸が、前記エンジンからの前記駆動輪への動力伝達に係る第一機構と、前記電動機からの前記駆動輪への動力伝達に係る第二機構との間に挟装され、
前記入力軸が、前記エンジンから前記発電機への動力伝達に係る第三機構と前記第一機構との間に挟装され、
前記電動機軸が、前記第二機構に前記電動機の動力を伝達し、
前記発電機軸が、前記第三機構からの動力を前記発電機に伝達する
ことを特徴とする、付記Ｂ−１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両用トランスアクスル装置。
１ トランスアクスル（トランスアクスル装置）
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３ モーター軸（電動機軸）
１４ ジェネレーター軸（発電機軸）
１５ クラッチ軸
１６ ポンプ軸
１７ カウンター軸
２ ポンプ
３ クラッチ
４ モーター（電動機）
５ ジェネレーター（発電機）
６ エンジン
７ パワートレイン
８ 駆動輪
９ ドライブシャフト（出力軸）

Claims (4)

  1. エンジン，発電機及び電動機を装備するハイブリッド車両のパワートレインにおいて、前記エンジン及び前記電動機の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに、前記エンジンの動力を前記発電機にも伝達するトランスアクスル装置であって、
    前記パワートレインが、
    前記トランスアクスル装置内の前記エンジンから前記出力軸までの動力伝達経路上に介装され、前記エンジンの動力の伝達を断接するクラッチと、
    前記トランスアクスル装置の側面で前記クラッチの回転軸と同軸に配置され、前記出力軸の動力で前記クラッチの駆動圧を生成するポンプと、を備え、
    前記発電機が、前記出力軸に対し水平方向に間隔を空けて配置された回転軸を有するとともに、
    前記電動機が、前記出力軸に対し鉛直方向に間隔を空けて前記出力軸よりも上方に配置された回転軸を有し、
    前記エンジンが、その回転軸を前記出力軸に対して平行となるように配置され、
    前記クラッチが、前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と前記出力軸とを接続する平面よりも下方に配置された回転軸をクラッチ軸として有する
    ことを特徴とする、ハイブリッド車用トランスアクスル装置。
  2. 前記発電機が、前記エンジンの回転軸を通る水平面よりも下方に配置された回転軸を有する
    ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車用トランスアクスル装置。
  3. 前記エンジンが、前記トランスアクスル装置の両側面のうち車幅方向の一方側に配置されるとともに、
    前記発電機，前記電動機及び前記ポンプが、前記車幅方向の他方側に配置される
    ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド車用トランスアクス
    ル装置。
  4. 前記エンジンからの前記駆動輪への動力伝達に係る第一機構と、前記電動機からの前記駆動輪への動力伝達に係る第二機構との間に挟装され、前記エンジン及び前記電動機の動力を駆動輪側へ出力する出力軸と、
    前記エンジンから前記発電機への動力伝達に係る第三機構と前記第一機構との間に挟装され、前記エンジンの回転軸に連結される入力軸と、
    前記電動機の回転軸に連結され、前記第二機構に前記電動機の動力を伝達する電動機軸と、
    前記発電機の回転軸に連結され、前記第三機構からの動力を前記発電機に伝達する発電機軸と、
    前記電動機及び前記発電機の双方に対し前記出力軸の軸方向に重合しない位置に内蔵され、前記第一機構に介装されるクラッチの回転軸をなすクラッチ軸と、
    前記クラッチ軸と同軸に配置され、前記出力軸に連動して回転するとともに前記クラッチの駆動圧を生成するポンプに連結されるポンプ軸と、を有する
    ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車用トランスアクス
    ル装置。
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